本发明涉及道路路面技术领域，具体涉及一种半柔性路面材料及可快速开放交通的半柔性路面铺筑方法。
背景技术：
我国现有的道路路面基本可分为水泥混凝土路面和沥青混凝土路面。水泥混凝土路面承载能力好，但柔韧性较差，在温度应力的作用下易出现板块开裂、唧泥等病害，使得水泥混凝土路面必须设置接缝，因此不仅会影响行车的舒适性，而且表面水会潜入路基，使路基变软，承载力变弱。而沥青混凝土路面柔性好、无接缝，但在经过一个或几个高温季节后，沥青混凝土路面会出现较深的车辙，严重影响行车安全和舒适性。为克服上述两种传统路面的缺点，研究产生了良好抗变形能力的半柔性路面。半柔性路面是指在开级配大空隙率的基体沥青混合料中灌注流动性好、强度高的特制水泥胶浆而形成的一种复合式路面。半柔性路面兼有水泥混凝土的刚性和沥青混凝土的柔性，其不需设置接缝，具有高承载能力，能够解决路面车辙等问题。
然而在现有研究中，半柔性路面也存在着不少问题：如热拌沥青混合料时消耗大量的能源且污染环境；基体沥青混合料制备后需要较长的凝固时间、水泥胶浆灌注后需要较长的养生时间，使得城市道路使用前会有较长的封闭交通时间；另外，在我国交通量及交通轴载日益增加的背景下，也对半柔性路面的抗压及抗剪性能提出了更高的要求。因此，亟待改进或开发更好的半柔性路面材料及其半柔性路面。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种施工工艺简便、节能环保、成本低、高性能、可快速投入使用的半柔性路面材料及可快速开放交通的半柔性路面铺筑方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种半柔性路面材料，包括多孔混合料和用于填充于该多孔混合料孔隙中配合使用的水泥基灌浆料；所述多孔混合料按照质量份包括4～8份双酚a型环氧树脂、3～6份无水乙醇、3～6份乙二醇单丁醚、5～10份多元醇胺、10～15份柔性胶乳、65～75份粗集料、15～20份细集料和35～40份矿粉；所述水泥基灌浆料按照质量份包括35～45份粉煤灰硅酸盐水泥、15～20份磨细矿渣粉、1～5份早强剂、1～3份废胎胶粉、10～15份减水剂、1～5份减缩剂、0.5～3份速凝剂、3～6份消泡剂和20～25份水。
优选的，所述多元醇胺为二乙醇胺。
优选的，所述柔性胶乳为固含量为55～65％的sbr丁苯胶乳。
优选的，所述粗集料为压碎值≤20％、粒径为5～13mm的单粒级碎石，所述细集料为含泥量≤3％、细度模数为1.3～2.1的河砂或山砂。
优选的，所述磨细矿渣粉为s95或s105级水淬高炉矿渣粉。
优选的，所述早强剂为氯化钠、氯化钙、无水硫酸钠、硫酸钙、硝酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺，甲酸、乙二醇中的至少一种。
优选的，所述减水剂为萘系高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的至少一种；所述减水剂为粉剂。
优选的，所述速凝剂为碳酸类无机盐、乙酸类无机盐、硫酸类无机盐、亚硝酸盐中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为非离子表面活性剂、有机硅消泡剂、聚合物消泡剂中的至少一种。
一种可快速开放交通的半柔性路面铺筑方法，包括如下步骤：
1）多孔混合料制备
按权利要求1所述的多孔混合料的原料配比料后，先将双酚a型环氧树脂、无水乙醇、乙二醇单丁醚、多元醇胺和水进行混合；然后缓慢加入有机酸中和成盐，稀释至固含量为50～60%，得到改性环氧树脂；再向改性环氧树脂中加入柔性胶乳，搅拌至形成均匀的混合液，将所述混合液加入到搅拌锅内的粗集料和细集料中，搅拌均匀；最后再加入矿粉进行二次拌合至均匀，即得多孔混合料；
2）水泥基灌浆料制备
按权利要求1所述的水泥基灌浆料的原料配比料后，以原料状态分别归入粉体组分和液体组分，先将粉体组分放入拌合锅中搅拌均匀，接着再加入所述液体组分并进行高速搅拌后，即得水泥基灌浆料；
3）半柔性路面铺设
取步骤1）所得多孔混合料进行铺筑，铺筑厚度为5～12cm的基层，铺筑中控制多孔混合料的孔隙率为20～35％，养护后待用；
再以步骤2）所得水泥基灌浆料浇灌所述基层，当灌浆饱满后用毛刷刮除表面浮浆，使表面出现露石结构，养护1～2h即成。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
1.采用的多孔混合料可在常温下拌和、成型，后续的灌浆工序也在常温下进行，具有节能环保的特点。
2.水泥基灌浆料所用的废胎胶粉来源于废旧轮胎破碎后粉磨的细粉，具有变废为宝的特点，符合绿色生态的理念，水泥基灌浆料所用的材料成本较低。
3.采用的双酚a型环氧树脂可在1～2h实现固化形成强度及粘结能力好的多孔混合料，以其铺设的柔性路面灌浆后养护1～2h即可通车，实现快速投入使用。
4.本发明半柔性路面材料的抗压性能及抗剪性能优异。
5.本发明粗细集料相结合使用，充分利用细集料的填充、粘结作用并且避免颗粒干涉，将嵌挤原则和填充原则发挥到最好，从而提高材料的性能。
6.本发明施工工艺简便，易于实际操作。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的原料如无特别说明，均为市售常规原料；所涉及的测试方法如无特别说明，均为常规方法。
实施例1：一种半柔性路面材料，包括多孔混合料和用于填充于该多孔混合料孔隙中配合使用的水泥基灌浆料；所述多孔混合料按照质量份包括4份双酚a型环氧树脂、3份无水乙醇、3份乙二醇单丁醚、5份二乙醇胺、10份sbr丁苯胶乳、65份粗集料、15份细集料和35份矿粉；所述水泥基灌浆料按照质量份包括35份粉煤灰硅酸盐水泥、15份s95级水淬高炉矿渣粉、1份氯化钠、1份废胎胶粉、10份萘系高效减水剂、1份聚醚减缩剂、0.5份碳酸类无机盐、3份非离子表面活性剂和20份水。
一种可快速开放交通的半柔性路面铺筑方法：
1）多孔混合料制备
将4份双酚a型环氧树脂、3份无水乙醇、3份乙二醇单丁醚、5份二乙醇胺和水进行混合，然后缓慢加入有机酸中和成盐，稀释至固含量为50～60%，得到改性环氧树脂；然后向改性环氧树脂中加入10份sbr丁苯胶乳搅拌至形成均匀的混合液，将所述混合液加入到搅拌锅内的65份粗集料和15份细集料中搅拌均匀，最后再加入35份矿粉进行二次拌合至均匀，即得多孔混合料；
2）水泥基灌浆料制备
将各组分材料按质量百分比称量后分开放置：粉煤灰硅酸盐水泥35份、s95级水淬高炉矿渣粉15份、氯化钠1份、废胎胶粉1份、萘系高效减水剂10份、聚醚减缩剂1份、碳酸类无机盐0.5份、非离子表面活性剂3份和水20份；然后将所述组分中粉体组分放入拌合锅中搅拌均匀，接着向所述拌合锅内加入所述组分中液体组分并进行高速搅拌，即制得水泥基灌浆料；
3）半柔性路面铺设
取步骤1）所得多孔混合料进行铺筑，铺筑厚度为5cm的基层，铺筑中控制多孔混合料孔隙率为20％，养护后待用；
再以步骤2）制备的所得水泥基灌浆料浇灌所述基层入步骤1）铺筑好的多孔混合料中，当灌浆饱满后用毛刷刮除表面浮浆，使表面出现露石结构，养护1～2h即可通车。
实施例2：一种半柔性路面材料，包括多孔混合料和用于填充于该多孔混合料孔隙中配合使用的水泥基灌浆料；所述多孔混合料按照质量份包括8份双酚a型环氧树脂、6份无水乙醇、6份乙二醇单丁醚、10份二乙醇胺、15份sbr丁苯胶乳、75粗集料、20份细集料和40份矿粉；所述水泥基灌浆料按照质量份包括45份粉煤灰硅酸盐水泥、20份s105级水淬高炉矿渣粉、5份氯化钙、3份废胎胶粉、15份氨基磺酸盐高效减水剂、5份聚醚减缩剂、3份乙酸类无机盐、6份聚合物消泡剂和25份水。
一种可快速开放交通的半柔性路面铺筑方法：
1）多孔混合料制备
将8份双酚a型环氧树脂、6份无水乙醇、6份乙二醇单丁醚、10份二乙醇胺和水进行混合，然后缓慢加入有机酸中和成盐，稀释至固含量为50～60%，得到改性环氧树脂；然后向改性环氧树脂中加入15份sbr丁苯胶乳搅拌至形成均匀的混合液，将所述混合液加入到搅拌锅内的75份粗集料和20份细集料中搅拌均匀，最后再加入35份矿粉进行二次拌合至均匀，即得多孔混合料；
2）水泥基灌浆料制备
将各组分材料按质量百分比称量后分开放置：粉煤灰硅酸盐水泥45份、s105级水淬高炉矿渣粉20份、氯化钙5份、废胎胶粉3份、氨基磺酸盐高效减水剂15份、聚醚减缩剂5份、乙酸类无机盐3份、聚合物消泡剂6份和水25份；然后将所述组分中粉体组分放入拌合锅中搅拌均匀，接着向所述拌合锅内加入所述组分中液体组分并进行高速搅拌，即制得水泥基灌浆料；
3）半柔性路面铺设
取步骤1）所得多孔混合料进行铺筑，铺筑厚度为12cm的基层，铺筑中控制多孔混合料孔隙率为35％，养护后待用；
再以步骤2）制备的所得水泥基灌浆料浇灌所述基层入步骤1）铺筑好的多孔混合料中，当灌浆饱满后用毛刷刮除表面浮浆，使表面出现露石结构，养护1～2h即可通车。
实施例3：一种半柔性路面材料，包括多孔混合料和用于填充于该多孔混合料孔隙中配合使用的水泥基灌浆料；所述多孔混合料按照质量份包括5份双酚a型环氧树脂、4.5份无水乙醇、4.5份乙二醇单丁醚、8份二乙醇胺、13份sbr丁苯胶乳、70份粗集料、18份细集料和38份矿粉；所述水泥基灌浆料按照质量份包括40份粉煤灰硅酸盐水泥、17份s95级水淬高炉矿渣粉、3份硝酸钠、2份废胎胶粉、13份聚羧酸高性能减水剂、3份聚醚减缩剂、1.5份乙酸类无机盐、4.5份有机硅消泡剂和23份水。
一种可快速开放交通的半柔性路面铺筑方法：
1）多孔混合料制备
将5份双酚a型环氧树脂、4.5份无水乙醇、4.5份乙二醇单丁醚、8份二乙醇胺和水进行混合，然后缓慢加入有机酸中和成盐，稀释至固含量为50～60%，得到改性环氧树脂；然后向改性环氧树脂中加入13份sbr丁苯胶乳搅拌至形成均匀的混合液，将所述混合液加入到搅拌锅内的70份粗集料和18份细集料中中搅拌均匀，最后再加入38份矿粉进行二次拌合至均匀，即得多孔混合料；
2）水泥基灌浆料制备
将各组分材料按质量百分比称量后分开放置：粉煤灰硅酸盐水泥40份、17份s95级水淬高炉矿渣粉、3份硝酸钠、2份废胎胶粉、13份聚羧酸高性能减水剂、3份聚醚减缩剂、1.5份乙酸类无机盐、4.5份有机硅消泡剂和23份水；然后将所述组分中粉体组分放入拌合锅中搅拌均匀，接着向所述拌合锅内加入所述组分中液体组分并进行高速搅拌，即制得水泥基灌浆料；
3）半柔性路面铺设
取步骤1）所得多孔混合料进行铺筑，铺筑厚度为9cm的基层，铺筑中控制多孔混合料孔隙率为28％，养护后待用；
再以步骤2）制备的所得水泥基灌浆料浇灌所述基层入步骤1）铺筑好的多孔混合料中，当灌浆饱满后用毛刷刮除表面浮浆，使表面出现露石结构，养护1～2h即可通车。
为了验证本发明的作用效果，对本发明半柔性路面材料和3个对比例分别进行抗压强度试验和抗压回弹模量试验。试验采用旋转压实仪成型的圆柱体试件，灌浆养护28d后钻芯取样，实验温度为17℃，加载速率为3mm/min。测试结果如下表1所示：
表1抗压性能对比结果
同时，对本发明半柔性路面材料和3个对比例分别进行抗剪强度试验。实验在mts810试验机上进行，实验温度：65℃，加载速率为1mm/min。测试结果如下表2所示：
表2抗剪强度对比结果
从表中可以看出，本发明制备的半柔性路面材料的抗压强度、抗压回弹模量以及抗剪强度明显优于对比例的性能。
上面实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。